[發明專利]一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010516129.3
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111916522A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 李國強;張志杰;余粵鋒;林靜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L31/07
• 分類號: H01L31/07;H01L31/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池，其特征在于：由下至上依次為Au背電極、Si襯底、石墨烯層、鈀納米顆粒、GaAs襯底、石墨烯層、銀漿頂電極；

鈀納米顆粒大小為10-100nm。

2.根據權利要求1所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池，其特征在于：所述GaAs外延層晶向為(100)，摻雜濃度為1×10¹⁷-2×10¹⁸/cm³，所述Si外延層晶向為(100)，摻雜濃度為5×10¹⁷-5×10¹⁸/cm³。

3.根據權利要求1所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池，其特征在于：Au背電極的厚度為30-300nm，Si襯底厚度為50-500μm，GaAs襯底厚度為20-500μm，石墨烯層的厚度為1-7層原子厚度，導電銀漿頂電極厚度為0.2-2μm。

4.權利要求1-3任一項所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

（1）采用電子束蒸發法在Si襯底背面蒸鍍一層Au作為背電極，蒸鍍結束后退火處理；

（2）用金剛筆將GaAs、Si襯底片裂成1-4cm²小片，并清洗；

（3）通過旋涂的方式將含有聚苯乙烯以及聚（2-乙烯基吡啶）（PS-b-P2VP）的鄰二甲苯溶液旋涂至GaAs襯底上，隨后將襯底浸泡在Na₂PdCl₄溶液中，最后通過Ar等離子體處理將PS-b-P2VP去除，在GaAs上得到鈀納米顆粒；

（4）將泡取好的石墨烯進行轉移，石墨烯漂浮在水面，用鑷子夾住GaAs襯底片，使得石墨烯與不含鈀納米顆粒的那面接觸后撈出，放置于真空干燥箱中抽真空室溫干燥1-2小時，然后在20-80℃的丙酮中浸泡10-50分鐘以去除石墨烯表面的PMMA；

（5）在石墨烯邊緣貼上絕緣膠帶以減少漏電，然后用注射器在絕緣膠帶上涂一圈導電銀漿，并保證導電銀漿與石墨烯接觸，最后在50-100℃加熱烘干30-50分鐘制得GaAs/石墨烯肖特基結電池；

（6）用鑷子夾住Si襯底片，使得襯底片與泡取的石墨烯接觸后撈出，放置于真空干燥箱中抽真空室溫干燥1-2小時；然后在20-80℃的丙酮中浸泡10-50分鐘以去除石墨烯表面的PMMA，得到Si/石墨烯肖特基結電池；

（7）將含有鈀的GaAs背面潤濕，并將其與Si/石墨烯肖特基結電池的石墨烯接觸，在室溫下將兩者壓制抽真空2-3h后得到鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結。

5.根據權利要求4所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池及其制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述背電極的蒸鍍速率為0.2-1.5nm/s。

6.根據權利要求4所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池及其制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述退火處理是指升溫至100-600℃退火處理10-30min。

7.根據權利要求4所述的一種鈀連接的雙結GaAs/Si肖特基結太陽電池及其制備方法，其特征在于：步驟（3）中聚苯乙烯以及聚（2-乙烯基吡啶）濃度為100-150kg/mol，旋涂轉速為1500-4000r/mi，時間為15s-60s。